概述
Summary
- 什么是环形队列
- 实现环形队列图示过程
- golang版本代码实现过程
- 参考全部代码
什么是环形队列
在一个指定大小的数组里循环写入数据,借用二个指针分别实现入队标记与出队标记.也体现了指针的大好用处,请深入体会.大有裨益.
如图所示,一个环形队列.含有二个指针: 队列头指针,队列尾指针.
实现环形队列图示过程
初始化一个数组大小为6的环形队列, 头指针front=0, 尾指针rear=0, 刚好front=rear =0的状态,表示环形队列为空.
2.向环形队列里插入1个元素,则rear指针移动一格,front=0,rear=1
3.继续添加a2,a3,a4,a5元素,rear指针指到末尾处,front=0, reat=5
4.如果再继续添加a6元素,则rear=6,大于数组大小,发生数组溢出.
5.如上图所示添加a6时,rear指针发生溢出.我们使用一个小技巧,当rear=6时与数组大小6进行取模, (rear+1) % maxLen,让rear指针回到开始处rear=0,问题来了,我们无法判断数组是否满?因为初始化时front=rear=0, 现在数组满也是front=rear=0
6.解决以上问题有三种办法,我们采用第3种方法实现.
使用第3种方法: 即当(rear+1) % maxLen == front时,判断环形数组满,则无法添加元素
golang版代码实现过程
a. 定义环形数据结构
type CycleQueue struct {
data []interface{} //存储空间
front int //前指针,前指针负责弹出数据移动
rear int //尾指针,后指针负责添加数据移动
cap int //设置切片最大容量
}
b.初始化环形队列
func NewCycleQueue(cap int) *CycleQueue {
return &CycleQueue{
data: make([]interface{}, cap),
cap: cap,
front: 0,
rear: 0,
}
}
c. 入队操作
//入队操作
//判断队列是否队满,队满则不允许添加数据
func (q *CycleQueue) Push(data interface{}) bool {
//check queue is full
if (q.rear+1)%q.cap == q.front { //队列已满时，不执行入队操作
return false
}
q.data[q.rear] = data //将元素放入队列尾部
q.rear = (q.rear + 1) % q.cap //尾部元素指向下一个空间位置,取模运算保证了索引不越界（余数一定小于除数）
return true
}
d.出队操作
//出队操作
//需要考虑: 队队为空没有数据返回了
func (q *CycleQueue) Pop() interface{} {
if q.rear == q.front {
return nil
}
data := q.data[q.front]
q.data[q.front] = nil
q.front = (q.front + 1) % q.cap
return data
}
e:求当前的环形队列长度
//因为是循环队列, 后指针减去前指针 加上最大值, 然后与最大值 取余
func (q *CycleQueue) QueueLength() int {
return (q.rear - q.front + q.cap) % q.cap
}
参考全部代码
github
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最后
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